2024-2025学年下学期高一生物浙科版同步经典题精练之基因控制蛋白质合成

第48页（共48页）2024-2025学年下学期高中生物浙科版（2019）高一同步经典题精练之基因控制蛋白质合成一．选择题（共12小题）1．（2025•射阳县校级一模）脑源性神经营养因子（BDNF）是由两条肽链构成的蛋白质，能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致精神异常。图示为BDNF基因的表达及调控过程，下列有关叙述正确的是（）A．图中miRNA﹣195基因是具有遗传效应的RNA片段 B．同一个体不同组织细胞的同一条染色体DNA进行甲过程时，发挥作用的启动子不完全相同 C．图中A侧为mRNA的5'端，多个核糖体结合在同一mRNA上，有利于提高翻译效率 D．若miRNA﹣195基因的一条链中为1.25，则miRNA﹣195中为0.82．（2025•乌鲁木齐模拟）图表示某细胞合成RNA的过程，在RNA的3'端会形成一种茎环结构，该结构可阻止M酶的移动进而导致转录终止。茎环结构的后面是一串连续的碱基U序列。下列叙述正确的是（）A．转录产物的形成过程会消耗4种脱氧核苷酸 B．图中M酶表示DNA聚合酶，其移动方向是从左至右 C．M酶移动到基因的终止密码子上导致茎环结构出现 D．连续的碱基U序列与DNA模板链间形成的氢键较少有利于RNA的释放3．（2025•毕节市模拟）编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链（指导mRNA合成），其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′﹣CAT﹣3′，则该序列所对应的反密码子是（）A．5′﹣GUA﹣3′ B．5′﹣AUG﹣3′ C．5′﹣CAU﹣3′ D．5′﹣UAC﹣3′4．（2025•城关区校级开学）如图所示为某基因表达的过程示意图，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述正确的是（）A．过程Ⅰ中的③表示为RNA聚合酶，①链的左末端为3′﹣端 B．该图示可以表示人的垂体细胞中生长激素基因表达的过程 C．除碱基T和U不同外，②④链的碱基排列顺序相同 D．过程Ⅰ中RNA结合多个⑤，利于迅速合成出大量的蛋白质5．（2025•山西开学）细胞色素c参与细胞凋亡的过程如图所示。下列叙述错误的是（）A．ATP水解成ADP﹣和﹣Pi的过程需要相关酶的催化 B．与正常细胞相比，凋亡细胞中C﹣3酶的活性较高 C．图示过程体现了基因通过控制酶的合成来间接控制性状 D．细胞凋亡与基因的选择性表达有关，与环境因素无关6．（2025•平江县校级开学）为使作物能在盐碱地正常生长，科研人员选育出了耐盐碱作物，如海水稻。下列叙述错误的是（）A．盐碱地土壤中盐分过多，大多数作物很难生长 B．当细胞液浓度＜土壤溶液浓度时，植物细胞会发生质壁分离 C．海水稻吸收水和无机盐的方式不同，是两个互不关联的过程 D．海水稻具有耐盐碱性状的根本原因是其具有耐盐碱的相关基因7．（2025•安徽开学）图甲表示豌豆细胞内遗传信息传递的示意图，①～③表示生理过程；染色质组蛋白乙酰化会导致有关染色质结构松散，如图乙所示。下列相关叙述正确的是（）A．图甲中，RNA分子从核孔出去未体现核质之间的信息交流 B．若②过程碱基配对发生异常，一定会导致过程③的产物异常 C．分析图乙可知，染色质组蛋白乙酰化可能促进基因表达 D．图乙中，组蛋白乙酰化将会改变DNA中脱氧核苷酸的排列顺序8．（2024秋•武汉期末）大肠杆菌的RNA聚合酶功能强大，可以自主解开双链DNA，并进行RNA的合成。合成出的RNA一端，很快会结合核糖体合成多肽链。某同学绘制了一幅大肠杆菌转录和翻译的模式图，请同学们评议，其中正确的是（）A．RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从5'向3' B．RNA聚合酶结合位置是基因上游的起始密码子 C．大肠杆菌的DNA边解旋、边转录、边恢复双螺旋 D．图中移动的2个核糖体上已合成的肽链长度相同9．（2024秋•武汉期末）2024年诺贝尔生理学或医学奖授予两位科学家，以表彰他们发现微小RNA（microRNA）及其在转录后基因调控中的作用。图示真核生物秀丽隐杆线虫lin﹣4基因的microRNA抑制lin﹣4基因的表达过程。据图分析，错误的是（）A．microRNA是由lin﹣4基因通过转录形成的 B．lin﹣4基因的microRNA翻译特定的蛋白质 C．lin﹣4mRNA与microRNA局部碱基互补配对 D．lin﹣4基因突变可能导致表达更多的蛋白质10．（2025•嘉祥县校级开学）由mRNA逆转录产生的单链DNA称为第一链cDNA，以第一链cDNA为模板合成的单链DNA称为第二链cDNA。下列叙述正确的是（）A．第一链cDNA可以单独作为PCR反应体系的模板 B．第一链cDNA与其模板mRNA序列互补、方向相同 C．第二链cDNA不能与转录该mRNA的DNA进行杂交 D．第二链cDNA与其模板mRNA的碱基序列和组成均相同11．（2024秋•顺义区期末）某细菌的逆转录酶RT可催化其体内的一种非编码RNA发生滚环逆转录，即完成一轮逆转录后，RT“跳跃”到起点继续下一轮，每轮产生的cDNA片段不能编码蛋白质，但其不断串联形成的单链cDNA可在噬菌体感染细菌时编码防御蛋白，过程如图。相关叙述错误的是（）A．滚环逆转录以4种脱氧核苷酸为原料 B．单链cDNA中存在多个重复序列 C．上述过程仅体现遗传信息由RNA向DNA流动 D．细菌基因组中原本不存在编码防御蛋白的基因12．（2024秋•阳江期末）肝癌细胞中高表达的HULC基因的转录产物IncRNA﹣HULC参与调节蛋白激酶A的合成，而蛋白激酶A参与细胞内信号传递，调节细胞增殖、分化、迁移和凋亡等过程。IncRNA可以同时与多个miRNA结合，形成miRNA海绵。下列有关分析错误的是（）A．IncRNA通过碱基互补配对而同时与多个miRNA结合 B．IncRNA﹣HULC与miRNA﹣372结合可提高蛋白激酶A的含量 C．蛋白激酶A促进HULC基因转录产生lncRNA﹣HULC是负反馈调节 D．miRNA或IncRNA相关药物的研发可能有助于肝癌的治疗二．解答题（共3小题）13．（2024秋•丰台区期末）CDB1蛋白是一种由核基因编码的叶绿体蛋白，科研人员对拟南芥CDB1蛋白参与叶绿体发育的分子机制进行了研究。（1）叶绿体由两层膜包被，内部的基粒由垛叠而成，是光合作用阶段发生的场所；叶绿体基质中含有核糖体和少量DNA，能参与遗传信息的过程。（2）拟南芥CDB1蛋白缺失突变体（cdb1）幼叶白化，无法光合自养。观察野生型（WT）和突变体（cdb1）的叶绿体结构，结果如图1。发现cdb1中叶绿体发育异常，依据是。（3）不同类型的叶绿体基因表达所需要的RNA聚合酶种类如表（+表示需要，﹣表示不需要）。可见，叶绿体的发育由共同调控。RNA聚合酶叶绿体种类基因类型叶绿体基因编码的RNA聚合酶（PEP）核基因编码的RNA聚合酶（NEP）Ⅰ类基因+﹣Ⅱ类基因++Ⅲ类基因﹣+①在叶绿体基因表达过程中，RNA聚合酶识别并结合基因的序列后开始转录。提取WT和cdb1中的RNA，为cDNA后进行PCR扩增，发现cdb1中Ⅰ类基因的转录量均显著低于WT，推测可能是cdb1中PEP功能异常所致。②对PEP的组成成分RpoB和RpoC2蛋白的含量进行检测。据图2结果分析，上述推测是否合理并说明理由。③进一步检测cdb1中RpoB和RpoC2基因的转录水平，发现远高于WT。由此推测，cdb1叶绿体中RpoB和RpoC2蛋白的过程受阻。（4）后续研究发现，CDB1蛋白通过与叶绿体核糖体蛋白PL27互作来调控叶绿体核糖体的正常组装及其稳定性。综合上述研究，请在答题卡上完善CDB1蛋白维持叶绿体正常发育的机制。14．（2024秋•重庆期末）RNA介导的基因沉默是生物体内一种重要的基因表达调控机制。miRNA是真核细胞中的一类具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA，其作用机制如图所示。回答下列问题：（1）由图可知，真核细胞过程①发生的主要场所在，过程②最终合成的三条肽链的氨基酸序列（填“相同”或“不同”）。与过程①相比，过程②特有的碱基互补配对方式是。（2）由图可知，miRNA调控目的基因表达的机理是：miRNA与mRNA的序列结合，形成核酸杂交分子，进而抑制过程。该RNA介导的基因沉默属于表观遗传，判断依据是。（3）若5′﹣CCCGCGGGA﹣3′为DNA中某基因的部分编码序列（非模板链），C为编码序列的第157位，突变成T后，蛋白质序列的第位氨基酸将变成。部分氨基酸密码子：丙氨酸（GCG）、缬氨酸（GUG）、色氨酸（UGG）、精氨酸（CGC或CGG或CGU）15．（2024秋•鄂尔多斯期末）MicroRNA（miRNA）是一类由20多个核苷酸组成的单链RNA分子，它在动植物的基因表达过程中具有重要的调控作用，人类有左右基因的表达都会受到miRNA的调控。如图1是某miRNA抑制W基因表达的具体过程，回答下列问题。（1）细胞中合成miRNA的模板是，RNA聚合酶在该过程中的作用是，图中的miRNA要在（填场所）加工后才能与靶mRNA结合。（2）在人体细胞中，W基因正常表达时，除需要mRNA作为模板外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是。（3）miRNA与W基因的mRNA结合时也遵循碱基互补配对原则，其具体配对方式与DNA复制时的差异是；miRNA抑制W基因表达的具体机制是。（4）研究发现人体的某些性状是由基因突变引起的，某基因突变前的部分序列（含有起始密码子信息）如图2所示（注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAA、UAG或UGA）。如图所示的基因片段在转录时，以链为模板合成mRNA；若“↑”所指碱基对缺失，该基因控制合成的肽链含个氨基酸。

2024-2025学年下学期高中生物浙科版（2019）高一同步经典题精练之基因控制蛋白质合成参考答案与试题解析题号1234567891011答案BDBDDCCCBAC题号12答案C一．选择题（共12小题）1．（2025•射阳县校级一模）脑源性神经营养因子（BDNF）是由两条肽链构成的蛋白质，能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致精神异常。图示为BDNF基因的表达及调控过程，下列有关叙述正确的是（）A．图中miRNA﹣195基因是具有遗传效应的RNA片段 B．同一个体不同组织细胞的同一条染色体DNA进行甲过程时，发挥作用的启动子不完全相同 C．图中A侧为mRNA的5'端，多个核糖体结合在同一mRNA上，有利于提高翻译效率 D．若miRNA﹣195基因的一条链中为1.25，则miRNA﹣195中为0.8【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】模式图；遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】B【分析】图甲中miRNA﹣195基因转录形成的miRNA﹣195与BDNF基因转录形成的mRNA形成局部双链结构，从而使BDNF基因转录的mRNA无法与核糖体结合，进而影响蛋白质的合成。【解答】解：A、图中miRNA﹣195基因是两条脱氧核苷酸链链反向平行构成的双螺旋结构，是具有遗传效应的DNA片段，A错误；B、由于基因的选择性表达，同一个体不同组织细胞的同一条染色体DNA进行甲（转录）过程时，转录的基因会被选择，所以发挥作用的启动子不完全相同，B正确；C、由图可知，B端合成肽链短，A端合成肽链长，所以翻译从B端开始，向A端方向进行，所以A侧为mRNA的3'端，C错误；D、若miRNA﹣195基因的一条链（A+G）÷（T+C）为1.25，若此链为模板链，则其转录形成的miRNA﹣195中（A+G）÷（U+C）为模板链的倒数，即1÷1.25＝0.8，若此链不是模板链，则其转录形成的miRNA﹣195中（A+G）÷（U+C）与该链相同，即1.25，D错误。故选：B。【点评】本题考查了基因的表达，需要学生掌握转录和翻译的基本过程，以及DNA的结构答题。2．（2025•乌鲁木齐模拟）图表示某细胞合成RNA的过程，在RNA的3'端会形成一种茎环结构，该结构可阻止M酶的移动进而导致转录终止。茎环结构的后面是一串连续的碱基U序列。下列叙述正确的是（）A．转录产物的形成过程会消耗4种脱氧核苷酸 B．图中M酶表示DNA聚合酶，其移动方向是从左至右 C．M酶移动到基因的终止密码子上导致茎环结构出现 D．连续的碱基U序列与DNA模板链间形成的氢键较少有利于RNA的释放【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】D【分析】转录：转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程；翻译：翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。【解答】解：A、转录产物是RNA，RNA的原料为4种核糖核苷酸，A错误；B、图示为转录过程，图中M酶表示RNA聚合酶，B错误；C、终止密码子位于mRNA上，为翻译终点，C错误；D、G﹣C形成3个氢键，A﹣U形成2个氢键，氢键较少，容易与模板链分离，D正确。故选：D。【点评】本题考查基因表达的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，学生具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。3．（2025•毕节市模拟）编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链（指导mRNA合成），其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′﹣CAT﹣3′，则该序列所对应的反密码子是（）A．5′﹣GUA﹣3′ B．5′﹣AUG﹣3′ C．5′﹣CAU﹣3′ D．5′﹣UAC﹣3′【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】正推法；遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】B【分析】DNA中进行mRNA合成模板的链为模板链，与模板链配对的为编码链，因此mRNA上的密码子与DNA编码链的碱基序列相近，只是不含T，用U代替。【解答】解：若编码链的一段序列为5''﹣CAT'﹣3'，则模板链的一段序列为3'﹣GTA﹣5'，则mRNA碱基序列为5'﹣CAU﹣3'，该序列所对应的反密码子是5''﹣AUG'﹣3'，B正确，ACD错误。故选：B。【点评】本题考查基因的表达，学生能够根据碱基互补配对原则正确作答。4．（2025•城关区校级开学）如图所示为某基因表达的过程示意图，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述正确的是（）A．过程Ⅰ中的③表示为RNA聚合酶，①链的左末端为3′﹣端 B．该图示可以表示人的垂体细胞中生长激素基因表达的过程 C．除碱基T和U不同外，②④链的碱基排列顺序相同 D．过程Ⅰ中RNA结合多个⑤，利于迅速合成出大量的蛋白质【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】正推法；遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】D【分析】①和②是DNA的两条链，③是RNA聚合酶，④是RNA，⑤是核糖体，⑥是tRNA，⑦是肽链；Ⅰ过程为转录，Ⅱ过程为翻译，转录未结束翻译已经开始，说明是可能是在原核细胞内。【解答】解：A、过程I中的③表示为RNA聚合酶，转录的方向是沿RNA的3'﹣端延伸，故④的左端是3'﹣端，①是④的模板，①链的左末端为5'﹣端，A错误；B、该图表示的过程转录和翻译同时进行，真核生物细胞核基因的转录和翻译不能同时进行，B错误；C、转录的单位是基因，④比②的序列短很多，在该基因位点内，因基因中存在启动子、终止子等序列，④和②的序列也有差别，C错误；D、多聚核糖体的形成，有利于迅速合成出大量的蛋白质，D正确。故选：D。【点评】本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译，要求考生识记遗传信息转录和翻译的具体过程、场所、条件等基础知识，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题。5．（2025•山西开学）细胞色素c参与细胞凋亡的过程如图所示。下列叙述错误的是（）A．ATP水解成ADP﹣和﹣Pi的过程需要相关酶的催化 B．与正常细胞相比，凋亡细胞中C﹣3酶的活性较高 C．图示过程体现了基因通过控制酶的合成来间接控制性状 D．细胞凋亡与基因的选择性表达有关，与环境因素无关【考点】基因、蛋白质与性状的关系；细胞死亡．【专题】正推法；细胞的分化、衰老和凋亡；基因与性状关系；理解能力．【答案】D【分析】1、细胞凋亡：由基因决定的细胞自动结束生命的过程，也常被称为细胞编程性死亡，是一种自然现象。细胞凋亡的意义：完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。细胞凋亡肩负着维持各种组织器官固有体积和形态功能的作用，还会使机体内异常细胞得到及时清除，去除潜在隐患。2、在成熟的生物体内，细胞的自然更新、部分被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。【解答】解：A、ATP水解成ADP和Pi的过程需要相关酶的催化，A正确；B、与正常细胞相比，凋亡细胞中C﹣3酶的活性较高，B正确；C、图示过程体现了基因通过控制酶的合成来间接控制性状，C正确；D、细胞凋亡与基因的选择性表达有关，与环境因素也有关，D错误。故选：D。【点评】本题考查细胞凋亡和基因与性状关系的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。6．（2025•平江县校级开学）为使作物能在盐碱地正常生长，科研人员选育出了耐盐碱作物，如海水稻。下列叙述错误的是（）A．盐碱地土壤中盐分过多，大多数作物很难生长 B．当细胞液浓度＜土壤溶液浓度时，植物细胞会发生质壁分离 C．海水稻吸收水和无机盐的方式不同，是两个互不关联的过程 D．海水稻具有耐盐碱性状的根本原因是其具有耐盐碱的相关基因【考点】基因、蛋白质与性状的关系；细胞的吸水和失水．【专题】正推法；物质跨膜运输；基因与性状关系；理解能力．【答案】C【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。【解答】解：A、盐碱地土壤中盐分过多，大多数作物很难生长，因为其根细胞难以从土壤中吸取水分，A正确；B、当细胞液浓度＜土壤溶液浓度时，植物细胞会发生质壁分离，B正确；C、海水稻吸收水的方式是自由扩散（和协助扩散），吸收无机盐的方式是主动运输，两者吸收的方式不同，但两者不是互不关联的过程，如对无机盐的吸收会影响土壤溶液的浓度，从而影响对水的吸收，C错误；D、基因决定蛋白质的合成，海水稻其有耐盐碱性状的根本原因是其具有耐盐碱的相关基因，D正确。故选：C。【点评】本题考查基因与性状关系和物质跨膜运输的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。7．（2025•安徽开学）图甲表示豌豆细胞内遗传信息传递的示意图，①～③表示生理过程；染色质组蛋白乙酰化会导致有关染色质结构松散，如图乙所示。下列相关叙述正确的是（）A．图甲中，RNA分子从核孔出去未体现核质之间的信息交流 B．若②过程碱基配对发生异常，一定会导致过程③的产物异常 C．分析图乙可知，染色质组蛋白乙酰化可能促进基因表达 D．图乙中，组蛋白乙酰化将会改变DNA中脱氧核苷酸的排列顺序【考点】遗传信息的转录和翻译；表观遗传．【专题】正推法；遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】C【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。【解答】解：A、核孔能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，图甲中RNA分子携带遗传信息从核孔出去体现了核质之间的信息交流，A错误；B、若②过程碱基配对发生异常，由于密码子的简并性等原因，过程③的产物可能正常，B错误；C、分析图乙可知，组蛋白乙酰化导致染色质结构松散，可能促进基因表达，C正确；D、图乙中组蛋白乙酰化属于表观遗传，一般不会改变DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，D错误。故选：C。【点评】本题主要考查遗传信息的转录和翻译、表观遗传等相关知识，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。8．（2024秋•武汉期末）大肠杆菌的RNA聚合酶功能强大，可以自主解开双链DNA，并进行RNA的合成。合成出的RNA一端，很快会结合核糖体合成多肽链。某同学绘制了一幅大肠杆菌转录和翻译的模式图，请同学们评议，其中正确的是（）A．RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从5'向3' B．RNA聚合酶结合位置是基因上游的起始密码子 C．大肠杆菌的DNA边解旋、边转录、边恢复双螺旋 D．图中移动的2个核糖体上已合成的肽链长度相同【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】正推法；遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】C【分析】基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。【解答】解：A、RNA聚合酶沿模板链移动的方向是从3'→5'，合成RNA的方向是5'→3'，A错误；B、起始密码子在mRNA上，RNA聚合酶结合位置是基因上的启动子，B错误；C、大肠杆菌细胞中没有核膜，其转录和翻译同时进行，即DNA边解旋、边转录、边恢复双链，C正确；D、图中移动的2个核糖体上已合成的肽链长度不同，先结合到mRNA上的核糖体合成的肽链较长，D错误。故选：C。【点评】本题考查大肠杆菌转录和翻译的相关知识，意在考查学生对转录和翻译过程中各物质的作用、方向以及原核生物转录翻译特点的理解，考查学生对相关概念的辨析能力。9．（2024秋•武汉期末）2024年诺贝尔生理学或医学奖授予两位科学家，以表彰他们发现微小RNA（microRNA）及其在转录后基因调控中的作用。图示真核生物秀丽隐杆线虫lin﹣4基因的microRNA抑制lin﹣4基因的表达过程。据图分析，错误的是（）A．microRNA是由lin﹣4基因通过转录形成的 B．lin﹣4基因的microRNA翻译特定的蛋白质 C．lin﹣4mRNA与microRNA局部碱基互补配对 D．lin﹣4基因突变可能导致表达更多的蛋白质【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】正推法；遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】B【分析】转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。【解答】解：A、由图可知，microRNA是由lin﹣4基因转录形成的，A正确；B、如图，microRNA与lin﹣4基因的mRNA结合，抑制lin﹣4基因的表达过程，故lin﹣4基因的microRNA不能翻译特定的蛋白质，B错误；C、从图中可以看出lin﹣4mRNA与microRNA存在局部碱基互补配对，C正确；D、lin﹣4基因突变可能会影响其对lin﹣14基因表达的抑制作用，从而可能导致表达更多的蛋白质，D正确。故选：B。【点评】本题考查学生理解转录和翻译过程等知识要点、把握知识的内在联系、形成知识网络的能力，并结合题干信息进行推理、判断。10．（2025•嘉祥县校级开学）由mRNA逆转录产生的单链DNA称为第一链cDNA，以第一链cDNA为模板合成的单链DNA称为第二链cDNA。下列叙述正确的是（）A．第一链cDNA可以单独作为PCR反应体系的模板 B．第一链cDNA与其模板mRNA序列互补、方向相同 C．第二链cDNA不能与转录该mRNA的DNA进行杂交 D．第二链cDNA与其模板mRNA的碱基序列和组成均相同【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】正推法；遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】A【分析】转录过程由RNA聚合酶进行，以DNA为模板，产物为RNA，而逆转录则是以RNA为模板，合成DNA。【解答】解：A、PCR反应中，存在模板链与相应的引物即可扩增得到DNA分子，第一链cDNA可以单独作为PCR反应体系的模板，A正确；B、第一链cDNA与其模板mRNA序列互补、方向相反，B错误；C、第二链cDNA与转录该mRNA的DNA的一条链具有相同序列，与另一条链具有互补序列，可以进行分子杂交，C错误；D、第二链cDNA与其模板mRNA的碱基序列基本一致，cDNA中的碱基T对应的是mRNA中的U，D错误。故选：A。【点评】本题考查逆转录与转录的相关知识，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。11．（2024秋•顺义区期末）某细菌的逆转录酶RT可催化其体内的一种非编码RNA发生滚环逆转录，即完成一轮逆转录后，RT“跳跃”到起点继续下一轮，每轮产生的cDNA片段不能编码蛋白质，但其不断串联形成的单链cDNA可在噬菌体感染细菌时编码防御蛋白，过程如图。相关叙述错误的是（）A．滚环逆转录以4种脱氧核苷酸为原料 B．单链cDNA中存在多个重复序列 C．上述过程仅体现遗传信息由RNA向DNA流动 D．细菌基因组中原本不存在编码防御蛋白的基因【考点】中心法则及其发展．【专题】正推法；遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】C【分析】中心法则的图解：。【解答】解：A、逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，所以滚环逆转录以4种脱氧核苷酸为原料，A正确；B、从图中可以看出，每轮产生的cDNA片段不断串联形成单链cDNA，说明单链cDNA中存在多个重复序列，B正确；C、该过程不仅有RNA逆转录形成DNA（遗传信息由RNA向DNA流动），还有单链cDNA编码防御蛋白（遗传信息由DNA向蛋白质流动），C错误；D、原本细菌是通过非编码RNA的滚环逆转录形成的单链cDNA来编码防御蛋白，说明细菌基因组中原本不存在编码防御蛋白的基因，D正确。故选：C。【点评】本题主要考查了细菌中关于非编码RNA的滚环逆转录以及相关的中心法则等生物学知识，重点在于对这一特殊过程的理解和分析。12．（2024秋•阳江期末）肝癌细胞中高表达的HULC基因的转录产物IncRNA﹣HULC参与调节蛋白激酶A的合成，而蛋白激酶A参与细胞内信号传递，调节细胞增殖、分化、迁移和凋亡等过程。IncRNA可以同时与多个miRNA结合，形成miRNA海绵。下列有关分析错误的是（）A．IncRNA通过碱基互补配对而同时与多个miRNA结合 B．IncRNA﹣HULC与miRNA﹣372结合可提高蛋白激酶A的含量 C．蛋白激酶A促进HULC基因转录产生lncRNA﹣HULC是负反馈调节 D．miRNA或IncRNA相关药物的研发可能有助于肝癌的治疗【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】正推法；遗传信息的转录和翻译；解决问题能力．【答案】C【分析】转录：在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程；翻译：在细胞质中，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。【解答】解：A、依据题图可知，lncRNA可以通过碱基互补配对而同时与多个miRNA结合，A正确；BC、lncRNA﹣HULC与miRNA﹣372结合，解除了miRNA﹣372对蛋白激酶A合成的抑制，提高了细胞中蛋白激酶A的含量，蛋白激酶A进一步促进HULC基因转录产生lncRNA﹣HULC，由于上述正反馈机制的发生，肝癌患者组织及血浆中lncRNA﹣HULC含量明显增加，B正确，C错误；D、依据题图可知，miRNA或lncRNA相关药物的研发可能有助于肝癌的治疗，D正确。故选：C。【点评】本题考查遗传信息转录和翻译的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。二．解答题（共3小题）13．（2024秋•丰台区期末）CDB1蛋白是一种由核基因编码的叶绿体蛋白，科研人员对拟南芥CDB1蛋白参与叶绿体发育的分子机制进行了研究。（1）叶绿体由两层膜包被，内部的基粒由类囊体垛叠而成，是光合作用光反应阶段发生的场所；叶绿体基质中含有核糖体和少量DNA，能参与遗传信息的表达过程。（2）拟南芥CDB1蛋白缺失突变体（cdb1）幼叶白化，无法光合自养。观察野生型（WT）和突变体（cdb1）的叶绿体结构，结果如图1。发现cdb1中叶绿体发育异常，依据是与野生型相比，cdb1中叶绿体较小，结构异常，没有规则完整的类囊体。（3）不同类型的叶绿体基因表达所需要的RNA聚合酶种类如表（+表示需要，﹣表示不需要）。可见，叶绿体的发育由细胞核基因和叶绿体基因共同调控。RNA聚合酶叶绿体种类基因类型叶绿体基因编码的RNA聚合酶（PEP）核基因编码的RNA聚合酶（NEP）Ⅰ类基因+﹣Ⅱ类基因++Ⅲ类基因﹣+①在叶绿体基因表达过程中，RNA聚合酶识别并结合基因的启动子序列后开始转录。提取WT和cdb1中的RNA，逆转录为cDNA后进行PCR扩增，发现cdb1中Ⅰ类基因的转录量均显著低于WT，推测可能是cdb1中PEP功能异常所致。②对PEP的组成成分RpoB和RpoC2蛋白的含量进行检测。据图2结果分析，上述推测是否合理并说明理由。合理。cdb1中PEP的组成成分RpoB和RpoC2几乎完全缺失，回补组二者部分恢复③进一步检测cdb1中RpoB和RpoC2基因的转录水平，发现远高于WT。由此推测，cdb1叶绿体中RpoB和RpoC2蛋白的翻译过程受阻。（4）后续研究发现，CDB1蛋白通过与叶绿体核糖体蛋白PL27互作来调控叶绿体核糖体的正常组装及其稳定性。综合上述研究，请在答题卡上完善CDB1蛋白维持叶绿体正常发育的机制。【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】图文信息类简答题；光合作用与细胞呼吸；遗传信息的转录和翻译；解决问题能力．【答案】（1）类囊体；光反应；表达（2）与野生型相比，cdb1中叶绿体较小，结构异常，没有规则完整的类囊体（3）细胞核基因和叶绿体基因；启动子；逆转录；合理。cdb1中PEP的组成成分RpoB和RpoC2几乎完全缺失，回补组二者部分恢复；翻译（4）【分析】1、转录：是遗传信息从DNA流向RNA的过程。即以双链DNA中的确定的一条链为模板，以ATP、UTP、GTP和CTP为原料，按照碱基互补原则，在RNA聚合酶催化下合成RNA的过程。在转录过程中，DNA模板被转录方向是从3′端向5′端；RNA链的合成方向是从5′端向3′端；2、翻译：在细胞质（核糖体）中，以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，使氨基酸按照一定的顺序排列起来，合成蛋白质的过程。【解答】解：（1）叶绿体具有双层膜，内部的基粒由类囊体薄膜堆叠而成，是光合作用光反应阶段发生的场所；叶绿体基质中含有核糖体和少量DNA，能参与遗传信息的表达（转录和翻译）过程，所以叶绿体是一种半自主的细胞器。（2）据图可知，与野生型叶绿体相比较，突变体的cdb1中叶绿体的发育是异常的，主要表现在：cdb1中叶绿体较小，结构异常，没有规则完整的类囊体结构。（3）据图可知，叶绿体基因的表达，不仅需要叶绿体基因编码的RNA聚合酶的参与，还需要核基因编码的RNA聚合酶的参与，因此可见，叶绿体的发育是由细胞核基因和叶绿体基因共同调控的结果。①在叶绿体基因表达过程中，RNA聚合酶识别并结合基因的启动子序列后，开始转录。提取WT和cdbl中的RNA，逆转录为cDNA后进行PCR扩增，发现cdbl中I类基因的转录量均显著低于WT，推测可能是cdb1中PEP功能异常所致。②据图，与参照和WT组相比，cdb1组PEP的组成成分RpoB和RpoC2几乎完全缺失，回补组二者部分恢复，所以上述推测是合理的。③蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个连续的过程，而cdb1中RpoB和RpoC2基因的转录水平，发现远高于WT，说明cdb1叶绿体中RpoB和RpoC2蛋白的转录过程正常，翻译过程受阻。（4）CDB1蛋白是一种由核基因编码的叶绿体蛋白，其通过与叶绿体核糖体蛋白PL27互作来调控叶绿体核糖体的正常组装及其稳定性，结合第三小问，我们可以概括归纳得出，CDB1蛋白维持叶绿体正常发育的机制是：。故答案为：（1）类囊体；光反应；表达（2）与野生型相比，cdb1中叶绿体较小，结构异常，没有规则完整的类囊体（3）细胞核基因和叶绿体基因；启动子；逆转录；合理。cdb1中PEP的组成成分RpoB和RpoC2几乎完全缺失，回补组二者部分恢复；翻译（4）【点评】本题结合图形和表格，考查光合作用、基因控制蛋白质合成的相关知识，意在考查学生分析表格提取有效信息的能力；能理解所学知识的要点，综合运用所学知识分析问题的能力。14．（2024秋•重庆期末）RNA介导的基因沉默是生物体内一种重要的基因表达调控机制。miRNA是真核细胞中的一类具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA，其作用机制如图所示。回答下列问题：（1）由图可知，真核细胞过程①发生的主要场所在细胞核，过程②最终合成的三条肽链的氨基酸序列相同（填“相同”或“不同”）。与过程①相比，过程②特有的碱基互补配对方式是U﹣A。（2）由图可知，miRNA调控目的基因表达的机理是：miRNA与mRNA的序列结合，形成核酸杂交分子，进而抑制翻译过程。该RNA介导的基因沉默属于表观遗传，判断依据是基因的碱基序列没有改变，但基因表达和表型发生了可遗传的变化。（3）若5′﹣CCCGCGGGA﹣3′为DNA中某基因的部分编码序列（非模板链），C为编码序列的第157位，突变成T后，蛋白质序列的第53位氨基酸将变成色氨酸。部分氨基酸密码子：丙氨酸（GCG）、缬氨酸（GUG）、色氨酸（UGG）、精氨酸（CGC或CGG或CGU）【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】正推法；遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】（1）细胞核；相同；U﹣A；（2）翻译；基因的碱基序列没有改变，但基因表达和表型发生了可遗传的变化；（3）53；色氨酸。【分析】基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程。包括两个阶段：转录和翻译。【解答】解：（1）由图可知，过程①是转录，真核细胞中转录发生的主要场所是细胞核。过程②是翻译，由于三条肽链是以同一条mRNA为模板合成的，所以最终合成的三条肽链的氨基酸序列相同。与过程①（转录，DNA与RNA碱基互补配对）相比，过程②（翻译，mRNA与tRNA碱基互补配对）特有的碱基互补配对方式是U﹣A。（2）由图可知，miRNA调控目的基因表达的机理是：miRNA与mRNA的序列结合，形成核酸杂交分子，进而抑制翻译过程。该RNA介导的基因沉默属于表观遗传，判断依据是基因的碱基序列没有改变，但基因表达和表型发生了可遗传的变化。（3）5'﹣CCCGCGGGA﹣3'为DNA中某基因的部分编码序列（非模板链），则其模板链为3'﹣GGGCGCCCT﹣5'，转录形成的mRNA序列为5'﹣CCCGCGGGA﹣3'，mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，其中154﹣156决定一个氨基酸，157﹣159决定下一个氨基酸，非模板链上157为C突变为T，则密码子由CGG变为UGG，因此159÷3＝53，即53位的精氨酸变为色氨酸。故答案为：（1）细胞核；相同；U﹣A；（2）翻译；基因的碱基序列没有改变，但基因表达和表型发生了可遗传的变化；（3）53；色氨酸。【点评】本题考查基因表达过程（转录和翻译）、miRNA对基因表达的调控以及表观遗传、基因突变等知识，意在考查学生对基因表达调控机制的理解，以及对碱基互补配对原则和密码子等知识的应用能力。15．（2024秋•鄂尔多斯期末）MicroRNA（miRNA）是一类由20多个核苷酸组成的单链RNA分子，它在动植物的基因表达过程中具有重要的调控作用，人类有左右基因的表达都会受到miRNA的调控。如图1是某miRNA抑制W基因表达的具体过程，回答下列问题。（1）细胞中合成miRNA的模板是miRNA基因的一条链，RNA聚合酶在该过程中的作用是与miRNA基因结合使其双链解开，双链的碱基得以暴露，同时将细胞中与miRNA基因模板链配对的核糖核苷酸依次连接，图中的miRNA要在细胞核、细胞质（填场所）加工后才能与靶mRNA结合。（2）在人体细胞中，W基因正常表达时，除需要mRNA作为模板外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是tRNA、rRNA。（3）miRNA与W基因的mRNA结合时也遵循碱基互补配对原则，其具体配对方式与DNA复制时的差异是miRNA与W基因的mRNA结合时A与U配对，DNA复制时A与T配对；miRNA抑制W基因表达的具体机制是miRNA与W基因的mRNA结合抑制其翻译过程从而使W蛋白合成提前终止。（4）研究发现人体的某些性状是由基因突变引起的，某基因突变前的部分序列（含有起始密码子信息）如图2所示（注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAA、UAG或UGA）。如图所示的基因片段在转录时，以甲链为模板合成mRNA；若“↑”所指碱基对缺失，该基因控制合成的肽链含7个氨基酸。【考点】遗传信息的转录和翻译．【专题】正推法；遗传信息的转录和翻译；理解能力．【答案】（1）miRNA基因的一条链；与miRNA基因结合使其双链解开，双链的碱基得以暴露，同时将细胞中与miRNA基因模板链配对的核糖核苷酸依次连接；细胞核、细胞质（2）tRNA、rRNA（3）miRNA与W基因的mRNA结合时A与U配对，DNA复制时A与T配对；miRNA与W基因的mRNA结合抑制其翻译过程从而使W蛋白合成提前终止（4）甲；7【分析】图1展示了miRNA抑制W基因表达的具体过程：首先miRNA基因在细胞核中转录，然后经过加工进入细胞质，再经过进一步加工形成miRNA蛋白质复合物。该复合物与W基因mRNA结合，抑制翻译的过程，从而抑制W基因的表达。如图1是某miRNA抑制W基因表达的具体过程，回答下列问题。研究发现人体的某些性状是由基因突变引起的，某基因突变前的部分序列（含有起始密码子信息）如图2所示（注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAA、UAG或UGA）。如图所示的基因片段在转录时，以甲链为模板合成mRNA；若“↑”所指碱基对缺失，该基因控制合成的肽链含7个氨基酸。【解答】解：（1）细胞中合成miRNA的模板是miRNA基因的一条链，RNA聚合酶参与转录的过程，其是与miRNA基因结合使其双链解开，使得双链的碱基得以暴露，同时将细胞中与miRNA基因模板链配对的核糖核苷酸依次连接。图中的miRNA要在细胞核、细胞质加工后才能与靶mRNA结合。（2）基因表达包括转录和翻译两个过程。转录是以DNA为模板合成RNA的过程，翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程需要tRNA（转运氨基酸）和rRNA（构成核糖体的成分）。（3）在碱基互补配对方面，miRNA是RNA，其中的碱基有A、U、G、C，所以miRNA与W基因的mRNA结合时A与U配对；而DNA复制时，DNA中的碱基有A、T、G、C，是A与T配对。如图，miRNA抑制W基因表达的机制是：miRNA与W基因的mRNA结合后，会抑制mRNA的翻译过程，使得核糖体无法沿着mRNA正常进行翻译，从而导致W蛋白合成提前终止，进而抑制了W基因的表达。（4）转录时，mRNA上的碱基序列与模板链互补配对，且mRNA上的起始密码子为AUG，根据碱基互补配对原则，与AUG互补的是TAC，在图2中，甲链上有TAC序列，所以以甲链为模板合成mRNA。若“↑”所指碱基对缺失，该基因的甲链的碱基序列就变成﹣CGCCGCTACCAATCGCCTTAGAGTTACACTGTGAC﹣，因起始密码子AUG对应甲链TAC，终止密码子为UAA、UAG或UGA，对应的基因中的碱基序列是ATT、ATC、ACT。则从甲链中的TAC开始，结束于ACT，然后按照三个碱基决定一个氨基酸，mRNA上终止密码子不决定氨基酸的原则，可知控制合成的肽链含7个氨基酸。故答案为：（1）miRNA基因的一条链；与miRNA基因结合使其双链解开，双链的碱基得以暴露，同时将细胞中与miRNA基因模板链配对的核糖核苷酸依次连接；细胞核、细胞质（2）tRNA、rRNA（3）miRNA与W基因的mRNA结合时A与U配对，DNA复制时A与T配对；miRNA与W基因的mRNA结合抑制其翻译过程从而使W蛋白合成提前终止（4）甲；7【点评】本题主要考查基因的表达及调控等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。

考点卡片1．细胞的吸水和失水【知识点的认识】（1）质壁分离产生的条件及原因：条件：（1）具有大液泡（2）具有细胞壁质壁分离产生的内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性质壁分离产生的外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度（2）细胞能否发生质壁分离及其复原：A、从细胞角度分析①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离现象③盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于作质壁分离的外界溶液B、从溶液角度分析①在一定浓度的溶质不能透膜的溶液中可发生质壁分离现象；②在一定浓度的溶质可透膜的溶液中可发生质壁分离的自动复原。如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。（细胞过度失水而死亡）（3）质壁分离实验的具体应用：①证明细胞的死活②测定细胞液的浓度③验证原生质层和细胞壁伸缩性大小④鉴定不同种类的溶液⑤比较不同植物细胞的细胞液浓度⑥比较未知浓度溶液的浓度大小【命题方向】如图为细胞吸水和失水的示意图，下列叙述不正确的是（）A．图中①过程表示细胞吸水B．图中②过程表示细胞失水C．①过程是因为细胞液浓度大于外界溶液浓度D．②过程是因为外界溶液浓度小于细胞液浓度分析：植物细胞的吸水和失水主要取决于细胞周围水溶液的浓度和植物细胞细胞液的浓度的大小，当周围水溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞就吸水；当周围水溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞就失水。解答：AC、图中①过程，细胞液泡充盈增大，表示细胞吸水；因为细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，所以细胞吸水。AC正确。BD、图中②过程，液泡缩小，细胞质和细胞壁分离，表示细胞失水；因为细胞液的浓度小于外界溶液的浓度，所以细胞失水。B正确，D错误。故选：D。点评：掌握植物细胞吸水和失水的原理是解题的关键。【解题思路点拨】发生渗透作用需要两个条件：半透膜和浓度差。成熟的植物细胞具有发生渗透作用的两个条件：原生质层相当于一层半透膜；细胞液与细胞外界溶液之间存在浓度差。2．细胞死亡【知识点的认识】1、细胞凋亡由基因所决定的细胞自动结束生命的过程．又称细胞编程性死亡，属正常死亡．2、细胞坏死：不利因素引起的非正常死亡．3、细胞凋亡与人体健康的关系：细胞凋亡与疾病的关系﹣﹣凋亡过度或凋亡不足都可以导致疾病的发生．正常的细胞凋亡对人体是有益的，如手指的形成、蝌蚪尾的凋亡．【命题方向】题型一：细胞凋亡的含义典例1：（2013•自贡一模）IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质，其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的IAPs的核心结构是RING区域，如果去掉该区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡．下列相关说法中，错误的是（）A．IAPs的合成可以不受基因的控制B．去掉癌细胞中IAPs的RING区域，可有效促进癌细胞凋亡C．细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡D．细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的分析：细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，也叫细胞的程序性死亡．在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的．IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质，所以该物质的合成也受基因的控制．IAPs与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的，而IAPs的核心结构是RING区域，如果去掉该区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡．解答：A、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，而IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质，所以该物质的合成也受基因的控制，故A错误；B、IAPs与细胞凋亡酶结合而达到抑制细胞凋亡的目的，而IAPs的核心结构是RING区域，如果去掉该区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡，故B正确；C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，也叫细胞的程序性死亡，故C正确；D、在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的，故D正确．故选：A．点评：本题以IAPs为素材，考查细胞凋亡的相关知识，意在考查考生分析题文提取有效信息的能力；识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力．题型二：细胞凋亡的判断（细胞凋亡与细胞坏死的判断）典例2：下列现象中属于细胞编程性死亡的是（）A．噬菌体裂解细菌的过程B．因创伤引起的细胞坏死C．造血干细胞产生红细胞的过程D．蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡分析：本题是细胞凋亡在多细胞生物体的个体发育过程中的作用举例，细胞凋亡是细胞的编程性死亡，对于多细胞生物体完成正常发育，维持内环境稳态有及其重要的作用，细胞凋亡与细胞坏死既有相同点又有本质区别．解答：A、噬菌体裂解细菌，是由于噬菌体的破坏使细菌细胞死亡，属于细胞坏死，不是细胞凋亡，A错误；B、创伤引起的细胞坏死是外伤引起的细胞死亡，是细胞坏死，不是细胞凋亡，B错误；C、造血干细胞产生红细胞的过程属于细胞增殖，不是细胞死亡，C错误；D、蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡是细胞编程性死亡，即细胞凋亡，蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡保证了蝌蚪变态发育过程的完成，D正确．故选：D．点评：本题的知识点是细胞凋亡和细胞坏死的联系和区别，细胞凋亡在多细胞生物体发育过程中的作用，对细胞凋亡和细胞坏死概念的理解是解题的关键．【解题思路点拨】细胞的生活史：3．遗传信息的转录和翻译【知识点的认识】1、基因控制蛋白质的合成相关概念（1）基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段：基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。（2）转录：转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。转录的场所：细胞核转录的模板：DNA分子的一条链；转录的原料：四种核糖核苷酸（“U”代替“T”与“A”配对，不含“T”）；与转录有关的酶：RNA聚合酶；转录的产物：mRNA，tRNA，rRNA。转录的步骤及过程图象：（3）翻译：翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。翻译的场所：细胞质的核糖体上。翻译的本质：把DNA上的遗传信息通过mRNA转化成为蛋白质分子上氨基酸的特定排列顺序。遗传信息在细胞核中DNA（基因）上，蛋白质的合成在细胞质的核糖体上进行，因此，转录形成mRNA是十分重要而必要的。翻译的过程图象：（4）密码子：密码子是指mRNA上决定某种氨基酸的三个相邻的碱基。一个密码子只能编码一种氨基酸。密码子共有64种。UAA、UAG、UGA三个终止密码不决定任何氨基酸，其余的每个密码子只能决定一种氨基酸。编码氨基酸的密码子共有61种。包括AUG、GUG两个起始密码。（6）tRNA：tRNA是在翻译过程中运输氨基酸的工具，一共有61种，一种tRNA只能运载一种氨基酸。tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。2、DNA与RNA的比较比较项目DNARNA基本组成单位脱氧（核糖）核苷酸核糖核苷酸五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基A、G、C、TA、G、C、U空间结构规则的双链结构通常呈单链分布主要存在于细胞核中主要存在于细胞质中分类﹣﹣mRNA、tRNA、rRNA功能主要的遗传物质1）作为部分病毒的遗传物质2）作为翻译的模板和搬运工3）参与核糖体的合成4）少数RNA有催化作用联系RNA由DNA转录产生，DNA是遗传信息的储存者，RNA是遗传信息的携带者，RNA的遗传信息来自于DNA注解：细胞结构生物（包括真核生物和原核生物）细胞内有（5种）碱基，有（8种）核苷酸。病毒只有（4种）碱基，有（4种）核苷酸。3、RNA的分类种类作用信使RNAmRNA蛋白质合成的直接模板转运RNAtRNA运载氨基酸核糖体RNArRNA核糖体的组成成分4、遗传信息、密码子（遗传密码）、反密码子的区别项目比较遗传信息遗传密码（密码子）反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序（RNA病毒除外）mRNA中核糖核苷酸的排列顺序，其中决定一个氨基酸的三个相邻碱基是一个密码子tRNA一端与密码子对应的三个相邻碱基位置在DNA上（RNA病毒除外）在mRNA上在tRNA上作用决定蛋白质中氨基酸序列的间接模板决定蛋白质中氨基酸序列的直接模板识别mRNA上的密码子，运载氨基酸5、遗传密码的特性（1）密码子：有2个起始密码子（AUGGUG），有与之对应的氨基酸。有3个终止密码子（UAAUAGUGA），没有对应的氨基酸，所以，在64个遗传密码子中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。（2）通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。（3）简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。意义：在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。6、转录、翻译与DNA复制的比较复制转录翻译时间有丝分裂间期和减数第一次分裂间期生长发育的连续过程中场所主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体核糖体原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸二十种氨基酸模板DNA的两条链DNA中的一条链mRNA条件解旋酶、DNA聚合酶ATPRNA聚合酶ATP酶、ATP、tRNA过程DNA解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应母链螺旋化DNA解旋，以其中一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成mRNA单链，进入细胞质与核糖体结合以mRNA为模板，合成有一定氨基酸序列的多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，与非模板链重新组成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留①核糖体沿着mRNA移动②一个mRNA结合多个核糖体，顺次合成多条多肽链，提高合成蛋白质的速度③翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸产物两个双链DNA分子一条单链mRNA多肽产物去向传递到2个子细胞离开细胞核进入细胞质组成细胞结构蛋白质或功能蛋白质意义复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状配对方式A﹣（T）T﹣（A）G﹣（C）C﹣（G）A﹣（U）T﹣（A）G﹣（C）C﹣（G）A﹣（U）U﹣（A）G﹣（C）C﹣（G）注意（1）对细胞结构生物而言，DNA复制发生于细胞分裂过程中，而转录和翻译则发生于细胞分裂、分化以及生长等过程。（2）DNA中含有T而无U，而RNA中含有U而无T，因此可通过放射性同位素标记T或U，研究DNA复制或转录过程。（3）在翻译过程中，一条mRNA上可同时结合多个核糖体，可同时合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。7、遗传信息、遗传密码子、反密码子的比较比较项目遗传信息遗传密码子反密码子位置DNAmRNAtRNA含义DNA上碱基对或脱氧核苷酸的排列顺序mRNA上决定一个氨基酸或提供转录终止信号的3个相邻的碱基tRNA上的可以与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基种类4n种（n为碱基对的数目）64种，其中决定氨基酸的密码子有61种（还有3个终止密码子，不对应氨基酸）61种作用间接决定蛋白质中氨基酸的排列顺序直接控制蛋白质中氨基酸的排列顺序识别密码子相关特性具有多样性和特异性①一种密码子只能决定一种氨基酸，而一种氨基酸可能由一种或几种密码子决定（密码子的简并性）；②密码子在生物界是通用的，说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。一种tRNA只能识别和转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由一种或几种tRNA转运联系（1）遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。（2）mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用。【命题方向】题型一：相关概念的考察典例1：（2014•烟台一模）人体在正常情况下，下列生理过程能够发生的是（）A．相同的RNA逆转录合成不同的DNAB．相同的DNA转录合成不同的RNAC．相同的密码子决定不同的氨基酸D．相同的tRNA携带不同的氨基酸分析：密码子是信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基，共有64种，终止密码子有3种，不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种。一种氨基酸可由一种或几种tRNA搬运，但一种tRNA只能搬运一种氨基酸。解答：A．相同的RNA逆转录合成相同的DNA，故A错误；B．相同的DNA在不同的细胞中，由于基因的选择性表达，转录合成不同的RNA，故B正确；B．相同的密码子决定一种的氨基酸，同一种氨基酸可以由多种密码子决定，故C错误；D．相同的tRNA携带相同的氨基酸，也能说明生物界具有统一性，故D错误。故选：B。点评：本题考查逆转录、细胞分化、密码子、转运RNA等相关知识，比较抽象，意在考查学生的识记和理解能力。题型二：遗传信息传递过程图示典例2：（2014•浙江一模）如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是（）A．图甲所示过程主要发生于细胞核内，图乙所示过程主要发生于细胞质内B．图中催化图甲、乙所示两过程的酶1、酶2和酶3是相同的C．图丙中a链为模板链，b链为转录出的子链D．图丙中含有两种单糖、五种碱基、五种核苷酸分析：分析题图：甲过程是以DNA的两条链为模板，复制形成DNA的过程，即DNA的复制；乙过程是以DNA的一条链为模板，转录形成RNA的过程，即转录；丙中a链含有碱基T，属于DNA链，b链含有碱基U，属于RNA链。解答：A、图甲表示复制过程，主要发生在细胞核中；图乙表示转录过程，主要发生在细胞核中，A错误；B、图中催化图甲过程的酶1和酶2相同，都是DNA聚合酶；催化图乙过程的酶3是RNA聚合酶，B错误；C、图丙表示转录过程，其中a链含有碱基T，属于DNA模板链，b链含有碱基U，属于RNA子链，C正确；D、图丙中含有两种单糖、五种碱基、八种核苷酸（四种脱氧核苷酸和四种核糖核苷酸），D错误。故选：C。点评：本题结合DNA复制和转录过程图，考查核酸的组成、DNA复制、遗传信息的转录和翻译，要求考生熟记相关知识点，注意DNA复制和转录过程的异同，能准确判断图中各过程的名称，再结合选项作出准确的判断。典例3：（2014•广东一模）如图为细胞中合成蛋白质的示意图，下列说法不正确的是（）A．该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质B．该过程的模板是mRNA，原料是20种游离的氨基酸C．最终合成的肽链②③④⑤在结构上各不相同D．核糖体从右往左移动分析：分析题图：图示表示细胞中多聚核糖体合成蛋白质的过程，其中①是mRNA，作为翻译的模板；②③④⑤都是脱水缩合形成的多肽链，控制这四条多肽链合成的模板相同，因此这四条多肽链的氨基酸顺序相同；⑥是核糖体，是翻译的场所。解答：A、一个mRNA分子可以结合多个核糖体同时进行翻译过程，可见少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质，A正确；B、图示表示翻译过程，该过程的模板是mRNA，原料是氨基酸，B正确；C、②③④⑤都是以同一个mRNA为模板翻译形成的，因此②③④⑤的最终结构相同，C错误；D、根据多肽链的长度可知，⑥在①上的移动方向是从右到左，D正确。故选：C。点评：本题结合细胞中多聚核糖体合成蛋白质的过程图，考查遗传信息的转录和翻译过程，要求考生熟记翻译的相关知识点，准确判断图中各种数字的名称，并能准确判断核糖体的移动方向。需要注意的是C选项，要求考生明确以同一mRNA为模板翻译形成的蛋白质具有相同的氨基酸序列。题型三：基因控制蛋白质的合成典例3：（2014•虹口区一模）在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物（mRNA）进行多肽的合成，实验的情况及结果如下表：请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是（）实验序号重复的mRNA序列生成的多肽中含有的氨基酸种类实验一（UUC）n，即UUCUUC…丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸实验二（UUAC）n，即UUACUUAC…亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸A．上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNAB．实验一和实验二的密码子可能有：UUC、UCU、CUU和UUA、UAC、ACU、CUUC．通过实验二的结果推测：mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸D．通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子分析：分析表格：密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基。实验一的密码子可能有三种，即UUC、UCU、CUU；实验二的密码子可能有4种，即UUA、UAC、ACU、CUU，但生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3种，所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸。解答：A、正常细胞内的DNA能转录合成mRNA，所以除去细胞提取液中的DNA和mRNA，避免干扰实验，故A正确；B、密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基，则实验一的密码子可能有三种，即UUC、UCU、CUU，实验二的密码子可能有4种，即UUA、UAC、ACU、CUU，故B正确；C、实验二的密码子可能有4种，而生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3种，所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸，故C正确；D、实验二的密码子中没有UUC，但生成的多肽中含有亮氨酸，所以不能推测出UUC为亮氨酸的密码子，故D错误。故选D。点评：本题结合表格，考查基因控制蛋白质合成的相关知识，意在考查学生分析表格提取有效信息的能力；能理解所学知识的要点，综合运用所学知识分析问题的能力。题型四：tRNA相关的考察典例4：（2014•长宁区二模）图为tRNA的结构示意图。下列有关叙述正确的是（）A．tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子B．一种tRNA只可以携带一种氨基酸C．人体细胞中的tRNA共有64种D．图中c处表示密码子，可以与mRNA碱基互补配对分析：分析题图：图示是tRNA的结构示意图，其中a为携带氨基酸的部位；b为局部双链结构中的氢键；c为一端相邻的3个碱基，构成反密码子，能与相应的密码子互补配对。解答：A、tRNA是由多个核糖核苷酸连接成的单链分子，也存在局部双链结构，A错误；B、tRNA具有专一性，一种tRNA只可以携带一种氨基酸，B正确；C、有3种终止密码子不编码氨基酸，没有对应的tRNA，因此人体细胞中的tRNA共有61种，C错误；D、图中c处表示反密码子，D错误。故选：B。点评：本题结合tRNA结构示意图，考查遗传信息的转录和翻译、RNA分子的组成和种类，要求考生识记tRNA分子的组成、种类及功能，能准确判断图中各结构的名称；识记密码子的概念，明确密码子在mRNA上，再结合所学的知识准确判断各选项。题型五：基因表达中相关数量计算典例5：（2014•杨浦区一模）已知一信使RNA片段中有60个碱基，其中A和G共有28个，以此为模板转录形成的DNA分子中C和T的数目以及以该信使RNA翻译而成的肽链脱去的水分子的最大数目分别是（）A．28、60B．32、20C．60、19D．60、50分析：在双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A﹣T、C﹣G，而互补配对的碱基两两相等，所以A＝T，C＝G，则A+G＝C+T，即非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半。信使RNA上连续的三个碱基为1个密码子，决定一个氨基酸，而多肽链中脱去的水分子数＝氨基酸个数﹣肽链的条数。解答：信使RNA共有60个碱基，则以此为模板转录形成的DNA中共有120个碱基。由于DNA分子中A＝T、C＝G，因此C+T占碱基总数的一半，即DNA分子中C和T一共有60个。由于mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此氨基酸数＝60÷3＝20，多肽链中脱去的水分子数＝氨基酸个数﹣肽链的条数＝20﹣1＝19。故选：C。点评：本题考查DNA分子结构的主要特点、遗传信息的转录和翻译，要求考生识记转录的概念，能根据mRNA中碱基数目推断DNA中碱基数目；再根据碱基互补配对原则计算出该DNA分子中G和T的总数。【解题方法点拨】基因表达中相关数量计算1、基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。基因为双链结构而RNA为单链结构，因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。2、mRNA中碱基数与氨基酸的关系翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3．列关系式如下：3、计算中“最多”和“最少”的分析（1）翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。（2）基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。（3）在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。（4）蛋白质中氨基酸的数目＝肽键数+肽链数（肽键数＝脱去的水分子数）。4．中心法则及其发展【知识点的认识】1、中心法则的内容：中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程．也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程．这是所有细胞结构的生物所遵循的法则．在某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充和发展．2、中心法则的图解：从图解看出，遗传信息的转移分为两类：一类是以DNA为遗传物质的生物（包括具有细胞结构的真核生物和原核生物以及DNA病毒）遗传信息传递．用实线箭头表示，包括DNA复制、RNA转录和蛋白质的翻译．另一类以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递．包括虚线箭头表示过程，即RNA复制、RNA逆转录．RNA的自我复制和逆转录过程，在病毒单独存在时是不能进行的，只有寄生到寄主细胞中后才发生．①RNA病毒（如烟草花叶病毒）遗传信息传递过程：②逆转录病毒（如某些致癌病毒）遗传信息传递过程．3、中心法则的含义：包括五个方面，而且均遵循碱基互补配对原则．过程模板原料碱基互补产物实例DNA复制（DNA→DNA）DNA两条链含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸A﹣TG﹣CDNA绝大多数生物DNA转录（DNA→RNA）DNA一条链含A、U、G、C的四种核糖核苷酸A﹣UT﹣AG﹣CRNA绝大多数生物RNA复制（RNA→RNA）RNA含A、U、G、C的四种核糖核苷酸A﹣UG﹣CRNA以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒RNA逆转录（RNA→DNA）RNA含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸A﹣TU﹣AG﹣CDNA某些致癌病毒、艾滋病病毒、SARS病毒翻译（RNA→多肽）mRNA20种氨基酸A﹣UG﹣C多肽所有生物4、中心法则的意义：①中心法则是对遗传物质作用原理的高度概括．②中心法则是对DNA的两大基本功能的高度概括．体现了遗传信息的传递功能，和遗传信息的表达功能．③中心法则是对遗传物质与性状关系的高度概括．基因通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状．【命题方向】题型一：中心法则图解的考察典例1：（2014•岳阳二模）如图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程，下列叙述不正确的是（）A．RNA聚合酶可来源于进行⑤过程的生物B．②和④过程分别需要RNA聚合酶、逆转录酶C．在含15N的培养液中进行①过程，子一代含15N的DNA占100%D．